带状随机线性系统状态的估计问题

针对目前关于广义系统状态估计的研究现状 ,即几乎所有的讨论都集中在奇异矩阵为方阵的情况 ,讨论了广义逆矩阵和矩阵的奇异值分解问题。首次提出了带状随机系统的状态估计问题 ,利用矩阵的奇异分解理论给出了带状广义连续线性系统的奇异值标准形式。基于标准形式 ,利用广义逆矩阵的性质 ,在两种情况下将系统分解成两个子系统 ,通过估计子系统的状态 ,得到了该系统状态的最优预测和滤波递推方程。     

一类相关噪声下离散线性系统的递推状态估计

已有的相关噪声情况下,离散线性系统的递推状态估计算法大多假定系统噪声和量测噪声在同一时刻相关,通过对系统噪声和量测噪声相互独立的连续线性系统的采样离散化,发现离散化后的系统相邻时刻的系统噪声和量测噪声相关。在线性无偏最小方差估计准则下,推导出了该离散化后所得系统的全局最优递推状态估计算法。通过Monte Carlo仿真,与假定系统噪声和量测噪声互不相关的Kalman滤波算法进行了比较,进一步表明了新算法的有效性。     

连续广义系统的未知输入观测器研究

研究了在未知输入下连续广义系统的降阶观测器的设计方法,并讨论了观测器在故障检测中的应用。首先给出了连续估计器的存在条件,通过给原系统加微分反馈实现正则化,又通过解耦变换使得只有一个状态向量含有未知输入,利用其余两个不受未知输入影响的状态向量设计出观测器。然后,假设未知输入为故障信号的情况下,利用观测器的方法研究了连续广义系统的故障检测问题。仿真结果显示了满意的估计性能。     

估计线性系统极点数目的MDL方法

本文利用后向线性预测和奇异值分解的基本理论,提出了一种从线性系统冲激响应估计极点数目的最小描述长度(MDI)方法,这种方法具有计算简单、抗噪声性能好等优点。本文给出了一些计算机模拟结果。     

一类广义过程非观测分量依可观测分量随机信号的最优滤波与估计

研究信号传递系统中一类含分式有理谱密度广义过程非观测分量依可观测分量随机信号的最优滤波与估计问题。为了有效提高此类信号传递系统的信息滤波效率，在首先建立此类含分式有理谱密度多维广义过程随机信息序列模型并对此类过程非观测分量依可观测分量随机信号进行最佳线性估计与均方误差分析的基础上，深入研究此类广义过程随机信号的最优递推滤波与估计。研究结果表明，本文给出的最优递推滤波算法及其得到的最优递推滤波和最佳线性估计方程，对于解决该类广义过程随机信号的最优滤波与估计效果甚佳，为进一步提高此类信号传递系统的效率提供了一种非常有效的数学处理方法。     

广义线性系统的鲁棒状态反馈特征结构配置

针对具有参数摄动广义线性系统的鲁棒状态反馈特征结构配置问题 ,提出了一种优化算法。该算法的设计目标是使闭环特征值和特征向量所满足的方程组关于参数摄动误差为最小。根据广义线性系统状态反馈特征结构配置结果 ,给出了优化指标的完全参数表示。该算法简单、有效 ,且可以给出鲁棒性较强的控制系统。数值例子表明了算法的有效性     

奇异广义特征问题的计算

通常,在广义特征问题考虑的矩阵对(A,B)中,要求B是正定的。本文考虑B为半正定的情况,讨论了算法,给出了程序以及算例。     

广义线性系统的脉冲弱可观性

本文利用广义系统的系数矩阵,构造了它的不变子空间及其算法,在此基础上讨论了其广义弱可观性和脉冲弱不可观性。     

时滞离散广义大系统的稳定性分析

从时滞离散广义大系统的满足容许条件的孤立子系统出发,利用李雅普诺夫方法,通过对关联矩阵、输入矩阵和非线性项加上范数有界约束条件,分别研究了时滞离散广义大系统的线性情形和非线性情形的稳定性问题。给出了时滞离散广义大系统的线性情形和非线性情形的稳定性判据,并且得到了关联稳定参数域。最后用数值例子说明所得稳定性判据的实用性和有效性。     

参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制

研究参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制问题.对给定系统所容许的所有不确定参数,设计了状态反馈最优保成本控制器,使得闭环系统不仅渐近稳定而且具有最小性能指标上界.基于LMI处理方法,给出了该控制器存在的充分条件.通过矩阵分解把广义系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,从而可以像正常系统那样使用LMI工具箱求解控制器.算例显示了所给方法的简洁、有效;所得的性能指标的不同,也说明了最优保成本控制器的良好性能.     

不确定离散广义线性系统的保性能最优控制

对一类具有范数有界时不变参数不确定性的广义离散时间线性系统和一个二次型性能指标,研究了其最优保性能状态反馈控制律的设计问题。通过采用线性矩阵不等式方法,导出了存在保性能控制律的一个充分条件,进而证明了该条件可化为一个线性矩阵不等式的可解性问题,并用这组线性矩阵不等式的可行解给出了保性能控制律的一个参数化表示。在此基础上,通过建立并求解一个凸优化问题,给出了最优保性能控制律的设计方法,最后用例子说明了该方法的应用。     

Design of saturated controllers for linear singular systems

1.INTRODUCTION Singularsystemsaredynamicalsystemswhosebehav iorsaregovernedbybothdifferentialequationsand algebraicequations.Suchsystemariseinelectrical networks,powersystems,large scalesysem,optimal controlproblems,somepopulationgrowthmodels andsoon.Theproblemofcontrollerdesignforsin gularsystemshasbeenrecentlyresearchedbymany authors[1～3].Theseresearcheswellnearastationary operatingpointwhenitisregulatedbyPID,LQ,or otherlinearcontrollers.Thecontrollawcanbecho sensuchthattheconstra…     

参数不确定广义时滞系统的保性能控制

针对状态时滞的参数不确定性广义系统,讨论了它的保性能控制问题。目的是对状态时滞的参数不确定广义系统,提出它的时滞无关保性能鲁棒控制器的一个设计方法。首先给出了广义时滞系统正则、脉冲自由且稳定的严格线性矩阵不等式表示的时滞无关充分条件;然后采用线性矩阵不等式方法,给出参数不确定性广义时滞系统的时滞无关保性能控制问题可解的一个严格线性矩阵不等式表示的充分条件,在此条件可解时,给出了时滞无关保性能鲁棒控制器表达式,以及相应的可保性能指标。最后给出了所提出方法的应用。     

Admissibility analysis and control synthesis for switched linear singular systems

The problem of admissibility analysis and control synthesis of discrete-time switched linear singular (SLS) systems for arbitrary switching laws is solved. By using the switched Lyapunov function approach, some new sufficient conditions under which the SLS system is admissible for arbitrary switching laws are derived in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Based on the admissibility results, control synthesis is then to design switched state feedback and static output feedback controllers, guaranteeing that the resulting closed-loop system is admissible. The presented results can be viewed as the extensions of previous works on switched Lyapunov function approach from the regular switched systems to singular switched cases. Examples are provided to demonstrate the reduced conservatism and effectiveness of the proposed conditions.     

离散Markov跳变线性系统最优控制

针对离散Markov跳变系统,研究其最优控制问题。首先确立一个二次型代价函数,然后运用随机贝尔曼动态规划法,结合Markov跳变系统特性求解贝尔曼方程,获得了完全状态信息情形下Markov跳变系统的最优控制器和黎卡提差分方程;进而将其推广到不完全状态信息情形,利用观测向量获得状态的后验概率密度函数,推导了最优控制器的解析结构和相应的求解算法;最后通过数值仿真验证了所得控制器的有效性。     

广义离散时变系统的Lyapunov稳定性

对于一类广义离散时变系统,通过Lyapunov方程的建立,给出了系统因果且渐近稳定的充分必要条件。接着利用Lyapunov不等式进一步研究了系统的稳定性问题,同时给出了系统因果且渐近稳定的另一个充分必要条件,该方法使得判断系统的稳定性更为方便。最后,给出了应用上述方法的具体步骤,通过举例说明了所得结果的正确性。     

Robust reliable guaranteed cost control for nonlinear singular stochastic systems with time delay

To study the design problem of robust reliable guaranteed cost controller for nonlinear singular stochastic systems,the Takagi-Sugeno(T-S)fuzzy model is used to represent a nonlinear singular stochastic system with norm-bounded parameter uncertainties and time delay.Based on the linear matrix inequality(LMI)techniques and stability theory of stochastic differential equations,a stochastic Lyapunov function method is adopted to design a state feedback fuzzy controller.The resulting closed-loop fuzzy system is robustly reliable stochastically stable,and the corresponding quadratic cost function is guarauteed to be no more than a certain upper bound for all admissible uncertainties,as well as different actuator fault cases.A sufficient condition of existence and design method of robust reliable guaranteed cost controller is presented.Finally,a numerical simulation is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

微分代数方程系统标准奇异点的一个充分必要条件

标准奇异点是微分代数方程系统区别于常微分方程系统的一个标志性的拓扑结构,具有重要的理论研究意义。研究了微分代数方程系统的两种奇异点(几何奇异点和化数奇异点)的拓扑结构,给出了微分代数方程系统标准奇异点的定义,并证明了一个判定微分代数方程系统标准奇异点的充分必要条件。最后通过例子说明了该判别条件的有效性。     

离散广义双线性系统的稳定控制分析

讨论了离散广义双线性系统稳定控制问题。研究了离散广义双线性系统稳定控制存在的条件,并给出了相应的控制方案。所采用的方法是利用广义系统分解,运用Lyapunov方法证明线性状态控制可以使闭环系统在原点附近渐近稳定。同时研究了不分解系统,通过构造广义李雅普诺夫函数的方法,给出了使闭环系统稳定的条件。对于离散广义双线性系统有关理论的证明,可以看作是正常离散双线性系统的拓广。